Понятие о технологичности. Основные термины и определения. Необходимость обработки конструкций деталей на технологичность при разработке технологических процессов

Качество продукции машиностроения можно характеризовать большим разнообразием свойств, одним из которых является технологичность. Технологичность конструкции изделия оказывает существенное влияние на снижение затрат труда, материалов и энергии, связанных с его изготовлением, техническим обслуживанием, ремонтом и утилизацией.

Конструктивные формы машин, сборочных единиц и отдельных деталей определяются их служебным назначением. При разработке конструкции машины в целом и ее отдельных узлов необходимо учитывать требования технологии их наиболее экономичного изготовления и сборки, а также возможные затраты в процессе эксплуатации. Поэтому обеспечение технологичности конструкции изделия осуществляется на уровне деталей, сборочных единиц и изделия в целом.

Под технологичностью конструкции изделия понимают совокупность свойств конструкции, определяющих ее приспособленность к достижению оптимальных затрат при производстве, эксплуатации и ремонте для заданных показателей качества, объема выпуска и условий выполнения работ.

Технологичность выражает не функциональные свойства изделия, а его конструктивные особенности: состав и взаимное расположение узлов; форму и расположение поверхностей деталей и соединений, их состояние, размеры, вид используемых материалов; количество деталей в машине или узле, качество их изготовления и т.д.

Главным критерием технологичности конструкции изделия является ее экономическая целесообразность в принятых условиях производства, ее трудоемкость, материалоемкость и себестоимость, а также затраты в процессе эксплуатации изделия. Конструкцию машины, в которой эти критерии учтены, считают технологичной.

Основной задачей отработки конструкции изделия на технологичность является придание изделию такого комплекса свойств, который обеспечивает необходимое качество изделия при оптимальных затратах труда, материальных средств и времени на технологическую подготовку производства, изготовление, монтаж вне предприятия-изготовителя, техническое обслуживание и ремонт в конкретных условиях производства и эксплуатации.

Оценку технологичности конструкции данной машины по сравнению с другой, принятой за базу (образец, аналог), производят, сопоставляя ее трудоемкость, материалоемкость и себестоимость, а также унификацию отдельных деталей и узлов, рациональность расчленения конструкции на отдельные элементы, уровень взаимозаменяемости, массу машины, возможности сокращения сроков подготовки и освоения производства, удобства ее технического обслуживания и ремонта в процессе эксплуатации и другие показатели.

Технологичность конструкции изделия – понятие относительное, поскольку технологичность конструкции одной и той же машины будет разной для различных типов производства. Изделие, достаточно технологичное в единичном производстве, может быть малотехнологичным в поточно-массовом и совершенно нетехнологичным в поточно-автоматизированном производстве.

Технологичность конструкции одного и того же изделия будет разной для заводов с различными производственными возможностями. Если в единичном производстве используют станки с программным управлением или другое переналаживаемое автоматическое оборудование, то характеристика технологичности конструкции выпускаемых изделий для этих изделий может измениться по сравнению с условиями единичного производства, оснащенного универсальным оборудованием. Следует заметить, что научно-технический прогресс в технике и технологии изменяет уровень технологичности конструкции, поэтому ранее нетехнологичные конструкции могут стать вполне технологичными при новых методах обработки.

Технологичность конструкции изделия является понятием комплексным. Ее нельзя рассматривать изолированно, без взаимной связи и учета условий процессов обработки, сборки и контроля, а также возможности транспортировки к месту эксплуатации автомобильным, железнодорожным или другими видами транспорта.

Понятие технологичности конструкции машин распространяется не только на область их производства, но и на область эксплуатации. В частности, конструкция машины должна быть удобной для ухода и технического обслуживания, поскольку затраты на все виды обслуживаний и ремонтов иногда превышают стоимость изготовления новых изделий. Повышение ремонтопригодности изделия обеспечивается легкостью и удобством его разборки и сборки, возможностью легкой смены отдельных узлов и интенсивно изнашиваемых деталей в период технических обслуживаний и ремонтов, а также возможностью восстановления работоспособности наиболее сложных и дорогих деталей.

В соответствии с характером и возможными областями проявления свойств, составляющих технологичность конструкции изделия, следует различать виды и разновидности технологичности.

По области проявления свойств технологичности конструкции изделия различают два вида технологичности – производственную и эксплуатационную.

Производственная технологичность проявляется в сокращении затрат средств и времени на конструкторскую и технологическую подготовку производства, на изготовление, сборку, контроль и монтаж изделия вне предприятия-изготовителя.

Эксплуатационная технологичность проявляется в сокращении затрат средств и времени на подготовку к использованию изделия по назначению, техническое обслуживание, текущий ремонт, хранение, транспортирование, диагностирование и утилизацию изделия.

Производственная технологичность решается в процессе конструирования, технологических разработок и изготовления изделия, а эксплуатационная – в процессе конструирования.

По характеризуемым свойствам различают также два вида технологичности конструкции – технологическую рациональность и конструктивную преемственность.

Технологическая рациональность конструкции изделия выражает ее техническую сущность и характеризует возможность изготовления и эксплуатации данного изделия при использовании имеющихся в распоряжении производителя и потребителя продукции материальных, энергетических, трудовых и других видов ресурсов. Технологическая рациональность конструкции изделия является совокупностью тех свойств изделия, которые выражают технологичность его конструкции с позиции соответствия принятых конструктивных решений уровням производства, эксплуатации и ремонта.

Следует иметь в виду, что условия производства и эксплуатации достаточно быстро могут изменяться, поэтому технологическую рациональность конструкции изделия необходимо рассматривать и оценивать применительно к существующим условиям подготовки производства, изготовления, технического обслуживания и ремонта в определенной ограниченной зоне изменения этих условий.

Уровень технологической рациональности конструкции изделия регулируется посредством целесообразного по условиям производства, эксплуатации и ремонта выбора и построения состава и структуры изделия, его конструктивных элементов, материалов, схем соединения составных частей изделия и обеспечения оптимальной их преемственности.

Конструктивная преемственность изделия, так же как и технологическая рациональность, представляет собой совокупность тех свойств изделия, которые выражают технологичность его конструкции с позиции единства повторяемости и изменяемости принятых в ней инженерных решений. Конструктивная преемственность характеризует единство повторяемости составных частей в данном исполнении изделия и применяемости в нем новых составных частей, обусловленных новизной требований к изделию по его функциональному назначению, условиям производства или эксплуатации. Технологическая преемственность оценивается единством повторяемости и изменяемости технологических методов выполнения, поддержания и восстановления элементов конструкции изделия, учитываемых при его конструировании.

Преемственность конструкции изделия является одним из главных принципов наиболее целесообразной и рациональной технологической подготовки производства. Ее использование позволяет наилучшим образом организовать процесс конструкторского и технологического проектирования, максимально использовать все лучшее, что создано ранее в процессе научно-исследовательских, опытно-конструкторских и технологических разработок, освоено в производственных условиях и всесторонне проверено в условиях эксплуатации.

Главными факторами, определяющими требования к технологичности конструкции, являются вид изделия, объем выпуска и тип производства.

Вид изделия определяет главные конструктивные и технологические признаки, обуславливающие основные требования к технологичности изделия.

Объем выпуска и тип производства определяют вид технологического оборудования и оснастки, степень механизации и автоматизации технологических процессов и уровень специализации всего производства.